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基于TCGA甲状腺癌竞争性内源性RNA网络构建与分析
目的 识别甲状腺癌(thyroid cancer,TC)相关差异表达的长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)、微小RNA(microRNA,miRNA)和信使RNA(messenger RNA,mRNA),构建基因间调控网络,探讨TC发病机制,筛选潜在的治疗靶点.方法 下载癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)数据库中510例TC样本和58例正常甲状腺样本的RNA测序(RNA sequencing,RNA-Seq)数据、59例正常甲状腺样本和514例TC样本的miRNA-seq数据以及507例TC患者的临床信息(时间截止为2018-02-17)进行分析,筛选出差异表达的lncRNA、miRNA和mRNA.通过miRcode、TargetScan、miRTarBase和miRDB 4个数据库对差异表达的RNA之间的关系进行分析,构建出TC的竞争性内源性RNA (competitive endogenous RNA,ceRNA)网络.采用Kaplan-Meier法分析TCceRNA网络中的lncRNA、miRNA和mRNA表达量与患者生存预后的关系,采用基因集富集分析(gene set enrichment analysis,GSEA)对TCceRNA网络中mRNA的基因功能和调控通路进行预测,并根据患者的临床信息,分析ceRNA网络中唯一一个同时被2个miRNA调控的mRNA TMEM100与TC临床病理学特征之间的相关性.结果 在TC中异常表达的492个lncRNA、72个miRNA和1 097个mRNA中,分别有31个lncRNA、11个miRNA和12个mRNA参与构建TC的ceRNA网络.其中lncRNA OPCM-LT1 (P=0.005)和MIR181A2HG (P=0.011)以及miRNA has-mir-184 (P=0.014)、mRNA SALL3 (P=0.043)和E2F1 (P=0.007)均与TC患者的生存预后显著相关.12个mRNA主要被富集到7个基因功能和19个通路上,P＜0.05;其中mRNA TMEM100表达水平与原发肿瘤累及范围(x2=9.855,P=0.02)及淋巴结转移(x2 =25.965,P＜0.001)均显著相关.结论 成功构建TC相关lncRNA-miRNA-mRNA网络,并识别出潜在的治疗靶点,为后续深入研究TC发病机制提供参考依据.
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乳腺癌相关lncRNA-miRNA-mRNA共表达 及关键基因网络构建预测
目的 潜在治疗靶点的筛选鉴定是肿瘤研究的关键.本研究利用癌症和肿瘤基因图谱计划(The Cancer Ge-nome Atlas,TCGA)中RNA-Seq数据构建乳腺癌相关长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)-微小RNA(mi-croRNA,miRNA)-mRNA共表达网络,并筛选验证其中的关键基因.方法 对TCGA中1213例乳腺样本RNA-Seq数据及临床资料进行整理.提取其中113例乳腺癌及癌旁配对样本分析其中lncRNA、miRNA及mRNA的表达差异.利用WGCNA计算上述差异基因在1100例乳腺癌样本中表达的相关性并构建共表达网络.通过排列网络中基因与基因连接的数量关系分别筛选出关键的lncRNA、miRNA及mRNA,并利用本地标本库乳腺癌样本对关键基因在癌和癌旁的表达进行验证.后,结合TCGA的临床资料采用Kaplan-Meier分析不同表达患者的生存率差异.结果 在113例配对乳腺癌及癌旁样本中共发现4582个差异基因,其中3514个表达上调,1068个表达下调.对上述差异基因的聚类分析可以有效地区分肿瘤与正常组织.构建的共表达网络包括739个节点及17375个连接,其中lncRNA 65个,miR-NA 3个,mRNA 671个,占整个差异表达基因的16.1％.网络中的关键基因CDK1(P<0.001)、RP11-214F16.8(P=0.048)和MIR27A(P=0.027)在肿瘤组织中的表达均高于正常癌旁组织.低表达RP11-214F16.8、MIR27A患者总体生存显著好于高表达患者,均P值<0.001;CDK1的表达与预后有一定程度的关联,但尚未达到有统计学意义的水平,P=0.061.结论 乳腺癌相关lncRNA-miRNA-mRNA共表达网络为后续更深入研究乳腺癌关键基因及基因间的调控关系提供了参考和方向.通过共表达网络筛选关键基因是一种兼具高效性和生物学意义的方法.
关键词： 乳腺癌 共表达网络 关键基因 lncRNA-miRNA-mRNA
